JPH0511365Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は高磁界雰囲気下で使用されるピスト
ン位置をリードスイツチで検出する方式の流体圧
シリンダに関する。

「従来の技術」 永久磁石を備えてシリンダ内を往復動するピス
トンの位置を、前記永久磁石の磁気作用を利用し
てリードスイツチを作動させてピストンの位置を
検出する方式の装置としては、従来より第２図に
示されるものが一般的である。

すなわち、同図に於いて、１は流体圧シリンダ
で、これは後述の理由でアルミ合金若しくは合成
樹脂材料等の非磁性体で製する。

当該シリンダ１の内部にはピストン２が往復動
自在に嵌装され、このピストン２の外周部にはリ
ング状の永久磁石３が嵌着されている。

ピストン位置検出装置４はピストン２のストロ
ーク検出位置に対応したシリンダ１の外周部の適
所に取り付けられているもので、これはリードス
イツチにランプ、抵抗等を接続し、これを合成樹
脂により一体的にモールドし、ケーシング内部に
収容して構成されるものである。

前述のシリンダ１が非磁性体で製されるのはシ
リンダ１内の該永久磁石３の磁気作用をシリンダ
１外部のリードスイツチに及ぼすためである。

しかして、流体圧シリンダ１のピストン２がシ
リンダ１内にて摺動し、所望の検出位置に到達し
たとき、リードスイツチはピストン２に取り付け
た永久磁石３の生じる磁束領域内に位置し、これ
によりリードスイツチが永久磁石３の磁気作用に
応動して作動しランプを点滅させ、この表示でピ
ストン２の位置を検出することが出来る。

尚図中５はシリンダエンドプレートで、通常シ
リンダエンド部に配されるピストン位置検出装置
４への永久磁石３の磁気作用を及ぼすべく非磁性
体で製せられる。

上記のピストン位置検出装置４の電気回路は次
記の如くである。

すなわち、第３図は交流回路の場合を示し、図
中６，７は端子、８，９は抵抗、１０はネオンラ
ンプ、１１はリードスイツチ、１２はバリスター
である。

端子６，７間にはAC100V又はAC200Vが加え
られ、抵抗９は前者の時は100KΩ位、後者の時
は200KΩ位が挿入される。抵抗８は50Ωとされ
る。

又、第４図は直流回路の場合を示し、図中１
３，１４は端子、１５は抵抗、１６はリードスイ
ツチ、１７はバリスター、１８はダイオード、１
９は発光ダイオードである。

端子１３，１４間にはDC24Vが加えられ、こ
の時抵抗１５には50Ωのものが挿入される。

叙上の一般的なシリンダの改善としては、流体
圧を高め得ること、高価な非磁性材料の使用を低
めて製造コストを安価にすることを目的として、
特開昭58−72771号公報のシリンダを磁性体とし、
ピストンロツドに永久磁石を取り付け、ロツドを
貫通させて支持するロツド支持部には該永久磁石
の発生する磁束を検出する近接スイツチを埋設す
るとしたものがある。

「考案が解決しようとする問題点」 しかるに、上記の従来のものにあつては以下列
記の難点がある。

流体圧シリンダの活躍が求められる場の一つ
に自動車のボデイーのシヤーシー（底）の部分
の鉄板自動溶接がある。すなわち、第６図に示
す如くコンベア１００上を送られてくるシヤー
シーの部分の２枚以上に積重の鉄板１０１に対
しては、これを溶接するに先立ち該鉄板１０１
を機械的に押え付けて隙間の無い積重状態にし
ておいてからロボツト１０２に取付けされた溶
接ガン１０３で溶接々合しなければならない。

上述の機械的な押え付けを流体圧シリンダ１
０４が受持つ。

しかして、図より明らかなる如く同一ポイン
トについて協同作業するシリンダ１０４と溶接
ガン１０３とは接近せざるを得ないので、溶接
ガン１０３の二次側電線１０５はシリンダ１０
４の真近に存在している。

ところが、当該電線１０５には10000A〜
15000Aの大電流が流れるため電線１０５の周
辺は10000AT〜15000ATの超高磁界１０６と
なる。

リードスイツチが作動するのは20AT以上で
ある事情のもと、この高磁界１０６に露されて
リードスイツチが、背後から高磁力が作用する
高磁界雰囲気を前提とせずにピストン部に設置
された永久磁石のみを意識し、これに感応すべ
く対峙させられている既述の従来の流体圧シリ
ンダは誤動作を生じる。

すなわち、特開昭58−72771号公報のものに
あつては近接スイツチはスイツチ作動上非磁性
体と解されるロツド支持部に完全に埋没してお
り、予期しない背部からの高磁気は、近接スイ
ツチに直接作用して誤動作を生じさせる。

既述の如く電気回路構成は交流と直流と別々
に作らねばならない。

交流の場合は位置検出装置が動作した時ネオ
ンランプ１０が消え、位置検出装置が不動作の
時ネオランプ１０が点灯することとなるが、位
置検出装置が不動作の時ネオランプ１０が点灯
したのでは、動作と点灯が反対なので従来の位
置検出装置は非常に取扱いに不都合がある。

すなわち、第３図に於いて、端子６と７に交
流100Vを加えると、リードスイツチ１１が動
作していない時（位置検出装置が不動作の時）
はＡ点とＢ点に交流100Vの電位が加わり抵抗
９を通してネオランプ１０が点灯する。

又、リードスイツチ１１が動作した時（位置
検出装置が動作した時）は、Ａ点とＢ点に電位
が零になり、加わらないのでネオランプ１０は
点灯しない。

直流の場合は第４図より明らかな如く位置検
出装置とその他の装置と接続する場合電気的に
接続に極性があつて不便である。

電圧制限があり不便である。

すなわち、交流の場合既述の如く抵抗９が交
流100Vの場合約100KΩ、交流200Vの場合約
200KΩ位の抵抗を押入するので交流100V，
200Vの別々の位置検出装置を製作しなければ
ならない。

又、交流6V，12V，24V等では点灯しない。
今まで交流6V，12V，24V等では点灯表示を取
付ける事は非常にむずかしく、現状ではない。

又、直流の場合、DC24Vのみである。

本考案は、従来のものが全く役立なくなる上記
の特殊環境下に於ける問題点並びに電気回路構成
に係わる問題点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、高磁界雰囲気の中にあつ
てもリードスイツチが誤作動を生じることがない
と共に位置検出表示については、交流、直流の両
用使用が出来、交流使用の場合にあつては位置検
出装置の動作でランプ点灯するものとし、直流使
用の場合には他の装置との接続に極性を無いもの
とし、電圧制限の無い流体圧シリンダを提供する
ものである。尚、第６図中１０７は電気溶接トラ
ンスを示す。

「問題点を解決するための手段」 上記目的を達成するために、本考案における流
体圧シリンダは、シリンダ並びにピストンを磁性
体とすると共にピストンロツド不貫通のエンドプ
レート部を磁性体よりなるキヤツプ体に構成し、
位置検出装置ケースより突き出したリードスイツ
チを合成樹脂モールドにて固定したリードスイツ
チケーシングをその感応部を該キヤツプ体内空部
中心に位置するようキヤツプ体側壁より穿孔挿着
して設置すると共にピストン前面中央にマグネツ
トを付設するとし、他方、該位置検出装置の電気
回路を50Ω，1/4Ｗの抵抗、リードスイツチ、相
対向した発光ダイオードを並列配置した動作確認
表示器を直列接続すると共にバリスタを該リード
スイツチ、動作確認表示器に並列接続するとした
ものである。

「作用」 エンドプレートがピストンロツド不貫通故にシ
リンダ軸芯上でキヤツプ体内空中心にその感応部
を位置させ得たリードスイツチには、キヤツプ体
内壁面から可能なかぎりの最遠に隔離しているこ
とから背部から加わる高磁界は、到達作用するこ
とがなく誤動作を生じることがない。

また、位置検出表示については、抵抗が電圧・
電流サージを吸収し、バリスターが負荷より発生
の逆起電力を防止吸収してリードスイツチを保護
し、回路上、交流、直流いずれの場合にあつても
必ず、発光ダイオードは発光され、さらに、抵抗
の設定値は事実上電圧制限を伴なわない。

「実施例」 以下、これを図にもとづいて詳細に説明する。

第１図は本案要部構造を示す縦断面図で、図中
２０は磁性体よりなる流体圧シリンダ、２１は当
該シリンダ２０内にある磁性体よりなるピストン
で、その前面中央にはマグネツト２２が付設され
ており、非磁性の取付金具２３を介して組み付け
ている。

ちなみに磁力と距離の関係は距離の２乗に反比
例の法則により非磁性体に取付けた場合はマグネ
ツト２２の磁力はマグネツト２２の表面より遠く
まで磁力の力が発生する。２４はシリンダ２０に
溶接等にて組み付くピストンロツド不貫通のエン
ドプレートで、これは磁性体よりなる内空部２５
を有するキヤツプ体に構成されるもので、その側
壁所定個所を穿孔２６し、ここより位置検出装置
ケース２７より突き出し構成のリードスイツチ２
８を合成樹脂モールドにて固定したリードスイツ
チケーシング２９を挿着し、該リードスイツチ２
８の感応部を該内空部２５中心に位置させてあ
る。

リードスイツチ２８をエンドプレート２４の側
壁より挿着するとしたのは、側端は通常取付基盤
に供されることによる。

尚、位置検出装置ケース２７に於いて、３０は
リードスイツチ引出電線、３１は発光ダイオード
のリードスイツチ動作確認表示器、３２はバリス
ター、３３はサージ吸収抵抗、３４はプリント基
板を夫々示す。

ケース２７の内部は合成樹脂にて電気絶縁さ
れ、固定され外部よりの湿気及び水、油等の弊害
も防ぐ様形成されている。

しかして、ピストン２１が流体圧（空気、油
圧）の力にてリードスイツチ２８の方向に近づく
と、マグネツト２２の磁力によりリードスイツチ
２８の接点が閉状態となり後述する電気回路でリ
ードスイツチ動作表示３１が点灯し、ピストン２
１の位置検知が出来る。

そして、リードスイツチ２８は磁性体のエンド
プレート２４の内空部２５中心にある結果、流体
圧シリンダ２０の周辺に電気溶接機の二次側電
線、10000A〜15000Aがある場合でも、この外部
強磁場はシリンダ２０、エンドプレート２４、ピ
ストン２１の磁性体の囲繞箱枠体にシールドさ
れ、かつ、エンドプレート２４の内壁から最も遠
隔位置である内空部２５中心に存在させられたリ
ードスイツチ２８になんら磁力は作用せず、誤動
作を生じさせることはない。

第５図は上述の位置検出装置に施こすところの
電気回路を示し、図示の如く該サージ吸収抵抗３
３、リードスイツチ２８、相対向した発光ダイオ
ード３１ａ，３１ｂを並列配置した動作確認表示
器３１を直列に接続すると共にバリスター３２を
リードスイツチ２８、動作確認表示器３１に並列
接続してなる。

しかして、抵抗３３により商用電源及び負荷に
より発生する電圧・電流サージを吸収し、リード
スイツチ２８の接点の損焼を防ぎ、又、バリスタ
ー３２は負荷（電磁コイル、Ｌ負荷）より発生す
る逆起電力を防止吸収し、リードスイツチ２８の
接点の損焼を防いでいる。

そして、交流の場合、端子３５より電流が流れ
るとリードスイツチ２８が動作した時電流が流
れ、発光ダイオード３１ａへの電流が流れて動作
確認表示器点灯し、又端子３６からも電流が流
れ、リードスイツチ２８が動作した時発光ダイオ
ード３１ｂに電流が流れて点灯するので、リード
スイツチ２８が動作した時に動作確認表示器３１
が点灯するものとなる。

直流の場合、端子３５にプラス極性の接続をし
た時リードスイツチ２８の動作で直流電流が発光
ダイオード３１ａに流れて点灯し、又端子３６に
プラス極性の接続をした時リードスイツチ２８の
動作で直流電流が発光ダイオード３１ｂに流れて
点灯することとなる。

又、抵抗３３には50Ω，1/4Ｗを用いており、
AC12〜200V，DC12〜200Vの使用が可能であ
り、実質上電圧制限がない。

「考案の効果」 本考案は、上述のとおり構成されているので、
次に記載する効果を奏する。

(1) リードスイツチ２８の感応部は完全に囲繞さ
れた磁性体枠の空間中心に位置して、該高磁界
が流れている磁性体枠から最も離隔した位置に
あるので、高磁界の雰囲気のもとにあつても装
置の大型化を伴う必要なくしての合理的な設計
のもとで、該磁性体枠のシールドに守られて誤
動作することがない。

(2) 一方、シリンダ壁より最も隔離したシリンダ
軸芯上に配置されたリードスイツチ２８と相対
峙するマグネツト２２は、その磁力を囲繞する
磁性体枠に吸収されることなくリードスイツチ
２８に作用させることができるので、スイツチ
作動調整代が大きく確保し得る。

(3) 交流、直流の両用使用が出来、交流使用の場
合にあつては位置検出装置の動作でランプ点灯
し、直流使用の場合には他の装置との接続に極
性が無く、電圧制限も無く実用上好便である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案要部の縦断面図、第２図は従来の
ものの説明図、第３図、第４図は従来品に於ける
電気回路図、第５図は本案の電気回路図、第６図
は高磁界雰囲気の説明図である。 符号の説明、１……流体圧シリンダ、２……ピ
ストン、３……永久磁石、４……ピストン位置検
出装置、５……シリンダエンドプレート、２０…
…流体圧シリンダ、２１……ピストン、２２……
マグネツト、２３……取付金具、２４……シリン
ダエンドプレート、２５……内空部、２６……穿
孔、２７……位置検出装置ケース、２８……リー
ドスイツチ、２９……リードスイツチケーシン
グ、３０……リードスイツチ引出電線、３１……
動作確認表示器、３１ａ，３１ｂ……発光ダイオ
ード、３２……バリスター、３３……サージ吸収
抵抗、３４……プリント基板、３５，３６……端
子、１００……コンベア、１０１……鉄板、１０
２……ロボツト、１０３……溶接ガン、１０４…
…流体圧シリンダ、１０５……二次側電線、１０
６……超高磁界、１０７……電気溶接トランス。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ並びにピストンを磁性体とすると共に
   ピストンロツド不貫通のエンドプレート部を磁性
   体よりなるキヤツプ体に構成し、位置検出装置ケ
   ースより突き出したリードスイツチを合成樹脂モ
   ールドにて固定したリードスイツチケーシングを
   その感応部を該キヤツプ体内空部中心に位置する
   ようキヤツプ体側壁より穿孔挿着して設置すると
   共に該ピストン前面中央にマグネツトを付設する
   とし、他方該位置検出装置の電気回路を50Ω，1/
   ４Ｗの抵抗、リードスイツチ、相対向した発光ダ
   イオードを並列配置した動作確認表示器を直列接
   続すると共にバリスタを該リードスイツチ、動作
   確認表示器に並列接続するとしてなることを特徴
   とする流体圧シリンダ。